Durch eine Kopfverletzung war ihr Gedächtnis beeinträchtigt. Ein neues Gehirnimplantat hat die Erinnerung zurückgebracht

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Medizinisch überprüft von Carmen Pope, BPharm. Zuletzt aktualisiert am 4. Dezember 2023.

Von Dennis Thompson HealthDay Reporter

MONTAG, 4. Dezember 2023 – Gina Arata hatte eine glänzende Zukunft, schloss ihr Studium ab und bereitete sich auf das Jurastudium vor, als ein Autounfall im Jahr 2001 ihr bleibende Hirnschäden zufügte.

Nach ihrer Genesung nahm Arata schließlich einen Job als Postsortiererin an, hatte aber auch dabei Schwierigkeiten.

„Ich konnte mich an nichts erinnern“, sagte Arata, die mit ihren Eltern in Modesto lebt. „Mein linker Fuß ist abgesackt, deshalb bin ich ständig über Dinge gestolpert. Ich hatte immer Autounfälle. Und ich hatte keinen Filter – ich würde sehr schnell sauer werden.“

Aber Arata geht es jetzt viel besser, dank eines Geräts, das Ärzte 2018 chirurgisch tief in ihr Gehirn implantiert haben. Der experimentelle Tiefenhirnstimulator ist sorgfältig kalibriert, um elektrische Aktivität in neuronale Netzwerke einzuspeisen, die durch Aratas Hirnverletzung geschädigt wurden.

Jetzt beschreibt eine neue Studie von Stanford-Forschern, wie solche Implantate Patienten mit Hirnverletzungen dabei helfen, einen Teil ihrer Denkfähigkeiten wiederherzustellen.

Für Arata war der Unterschied sofort spürbar.

Mit dem Gerät konnte sie beispielsweise eine Liste mit Obst und Gemüse herunterrasseln, wenn sie gebeten wurde, die Artikel zu benennen, die sie im Lebensmittelregal eines Lebensmittelladens gefunden hatte. Doch als eine Forscherin das Gerät ausschaltete, konnte sie keinen einzigen nennen.

„Seit der Implantation habe ich keine Strafzettel wegen Geschwindigkeitsüberschreitung mehr bekommen“, fügte Arata hinzu. „Ich stolpere nicht mehr. Ich kann mich erinnern, wie viel Geld sich auf meinem Bankkonto befindet. Ich konnte nicht lesen, aber nach dem Implantat kaufte ich ein Buch mit dem Titel „Where the Crawdads Sing“ und liebte es und erinnerte mich daran. Und ich bin nicht so aufbrausend.“

Das Gerät hat die Denkfähigkeiten, die Arata und vier andere Patienten Jahre zuvor durch Hirnverletzungen verloren hatten, in unterschiedlichem Maße wiederhergestellt, berichten Forscher.

Diese neue Technik ist die erste, die sich als vielversprechend erweist, um langanhaltende Beeinträchtigungen zu korrigieren, die durch traumatische Hirnverletzungen verursacht wurden, stellten die Forscher fest. Die Ergebnisse wurden am 4. Dezember in der Zeitschrift Nature Medicine veröffentlicht.

Neue Hoffnung für die Behandlung

Mehr als 5 Millionen Amerikaner leben mit bleibenden Folgen traumatischer Hirnverletzungen, sagten Forscher in Hintergrundinformationen. Dazu gehören Konzentrationsschwierigkeiten, Gedächtnisprobleme und eine eingeschränkte Entscheidungsfähigkeit.

Viele erholen sich so weit, dass sie ein unabhängiges Leben führen können, aber ihre Beeinträchtigungen hindern sie daran, zu dem Leben zurückzukehren, das sie vor ihrer Verletzung hatten.

„Im Allgemeinen gibt es für diese Patienten sehr wenig Behandlungsmöglichkeiten“, sagte der Co-Leiterforscher Dr. Jaimie Henderson, Professorin für Neurochirurgie an der Stanford Medicine.

Die fünf Patienten in der neuen Studie waren alle aus dem Koma erwacht und hatten seitdem einen Großteil ihrer kognitiven Funktionen wiederhergestellt. Das deutete für Henderson und Kollegen darauf hin, dass die Gehirnsysteme, die die Fähigkeit unterstützen, wach zu bleiben, aufmerksam zu sein und sich auf eine Aufgabe zu konzentrieren, trotz einer Hirnverletzung alle relativ erhalten geblieben waren.

Diese Systeme verbinden alle den Thalamus – der tief im Inneren des Gehirns als Relaisstation dient – ​​mit verschiedenen Punkten im Kortex, der äußeren Schicht des Gehirns und dem Ort, an dem sich höhere Denkfunktionen befinden.

„Bei diesen Patienten sind diese Signalwege weitgehend intakt, aber alles wurde herunterreguliert“, erklärte Henderson in einer Pressemitteilung von Stanford. „Es ist, als ob das Licht gedimmt worden wäre und es einfach nicht genug Strom gäbe, um es wieder einzuschalten.“

Die Forscher konzentrierten sich insbesondere auf einen Bereich des Thalamus, den sogenannten zentralen lateralen Kern, der als Drehscheibe fungiert, die viele Aspekte des menschlichen Bewusstseins reguliert.

„Der zentrale laterale Nucleus ist dafür optimiert, Dinge weiträumig voranzutreiben, aber seine Anfälligkeit besteht darin, dass er bei einer multifokalen Verletzung tendenziell stärker getroffen wird, da ein Treffer von fast überall im Gehirn ausgehen kann“, erklärte Co- Forscher Dr. Nicholas Schiff, Professor für Neurologie an der Weill Cornell Medicine in New York City.

Das Forschungsteam postulierte, dass eine präzise elektrische Stimulation des zentralen Seitenkerns und seiner Verbindungen diese Bahnen reaktivieren könnte, was im Grunde genommen das Licht für Menschen, die mit den Folgen einer Hirnverletzung zu kämpfen haben, wieder zum Leuchten bringt.

Präzises Targeting

Die Forscher rekrutierten Arata und vier weitere Menschen, die mehr als zwei Jahre nach einer traumatischen Hirnverletzung immer noch unter Denkproblemen litten. Die Patienten waren zwischen 22 und 60 Jahre alt und hatten Verletzungen, die sie sich vor drei bis 18 Jahren zugezogen hatten.

Die erste Herausforderung bestand darin, das Stimulationsgerät genau an der richtigen Stelle zu platzieren. Da das Gehirn jedes Menschen anders geformt ist, ist die Lage von Patient zu Patient unterschiedlich.

Forscher erstellten ein virtuelles Modell des Gehirns jeder Person, das es ihnen ermöglichen würde, den genauen Ort für das Implantat sowie den Grad der elektrischen Stimulation zu bestimmen, der zur Aktivierung des zentralen lateralen Kerns erforderlich ist.

„Es ist wichtig, das Gebiet genau anzuvisieren“, bemerkte er. „Wenn Sie auch nur ein paar Millimeter vom Ziel entfernt sind, befinden Sie sich außerhalb der effektiven Zone.“

Nach der Implantation verbrachten die Teilnehmer 90 Tage lang 12 Stunden am Tag mit eingeschaltetem Gerät.

Die Forscher verfolgten ihre Fortschritte mithilfe eines Standardtests zur geistigen Verarbeitungsgeschwindigkeit, dem „Trail-Making-Test“. Der Test beinhaltet das Zeichnen von Linien, die ein Durcheinander aus Buchstaben und Zahlen verbinden.

„Es ist ein sehr sensibler Test genau der Dinge, auf die wir achten: die Fähigkeit, sich zu konzentrieren, zu konzentrieren und zu planen, und dies auf eine Weise zu tun, die auf die Zeit reagiert“, sagte Henderson.

Die Forscher hatten gehofft, dass die Teilnehmer ihre Testergebnisse während des Versuchs um mindestens 10 % verbessern würden.

Erstaunlicherweise verbesserten die Teilnehmer stattdessen ihre Geschwindigkeit beim Test um durchschnittlich 32 %, berichten Forscher.

„Ein bahnbrechender Moment“

Die Vorteile des Geräts zeigten sich auch schnell im Alltag der Patienten.

Sie nahmen normale Aktivitäten wieder auf, die einst unmöglich geschienen hatten, wie das Lesen von Büchern, das Ansehen von Fernsehsendungen, das Spielen von Videospielen oder das Erledigen einer Hausaufgabe. Sie fühlten sich weniger müde und konnten den Tag ohne Nickerchen überstehen, sagten Forscher.

Das Gerät war so effektiv, dass die Forscher Schwierigkeiten hatten, die letzte Phase der klinischen Studie abzuschließen.

Sie hatten geplant, die Hälfte der Patienten nach dem Zufallsprinzip auszuwählen, ihre Geräte auszuschalten und dann ihre Gehirnleistung mit der von denen zu vergleichen, deren Geräte noch aktiv waren.

Aber zwei der Patienten lehnten ab, weil sie nicht das Risiko eingehen wollten, dass sie die Fortschritte verlieren würden, die sie während der 90-tägigen Testphase erzielt hatten.

Von den dreien, die sich bereit erklärten, an dieser letzten Phase teilzunehmen, wurde einer nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um das Gerät auszuschalten. Nach drei Wochen ohne Stimulation war die Leistung dieser Person beim Trail-Making-Test um 34 % langsamer.

Diese Studie war der erste Versuch, auf diese Region des Gehirns abzuzielen, in der Hoffnung, traumatische Hirnverletzungen zu behandeln, sagten Forscher. Sie sagen, dass die Ergebnisse Menschen Hoffnung geben, die Schwierigkeiten haben, ihre Denkfunktion vollständig wiederherzustellen.

„Dies ist ein bahnbrechender Moment“, sagte Schiff. „Unser Ziel ist es nun, systematische Schritte zu unternehmen, um daraus eine Therapie zu machen. Das ist für uns ein Signal genug, alle Anstrengungen zu unternehmen.“

Quellen

  • Stanford Medicine, Pressemitteilung, 4. Dezember 2023

    • Haftungsausschluss: Statistische Daten in medizinischen Artikeln stellen allgemeine Trends dar und beziehen sich nicht auf Einzelpersonen. Einzelne Faktoren können stark variieren. Lassen Sie sich bei individuellen Gesundheitsentscheidungen immer individuell medizinisch beraten.

    Quelle: HealthDay

    Gesendet : 2023-12-05 00:36

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